DISTRIBUIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO PLUVIAL NO ESTADO DE SÃO PAULO Jonas Teixeira Nery 1, Eraldo Schunk Silva 2, Ana Claudia Carfan 3

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1 DISTRIBUIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO PLUVIAL NO ESTADO DE SÃO PAULO Jonas Teixeira Nery 1, Eraldo Schunk Silva 2, Ana Claudia Carfan 3 INTRODUÇÃO O Brasil, por ser um país de grande extensão territorial, possui diferenciados regimes de precipitação e temperatura. De norte a sul encontra-se uma grande variedade de climas com distintas características regionais. No Norte do país verifica-se um clima equatorial chuvoso, praticamente sem estação seca. No Nordeste a estação chuvosa, com baixos índices pluviométricos, restringe-se a poucos meses, caracterizando um clima semiárido. As regiões Sudeste e Centro-Oeste sofrem influência tanto de sistemas tropicais como de latitudes médias, com estação seca bem definida no inverno e estação chuvosa de verão com chuvas convectivas. O Sul do Brasil, devido à sua localização latitudinal, sofre, principalmente, influência dos sistemas de latitudes médias, onde os sistemas frontais são os principais causadores de chuvas durante o ano. Com relação às temperaturas, observam-se nas regiões Norte e Nordeste temperaturas elevadas, com pouca variabilidade durante o ano, caracterizando o clima quente nestas regiões. Nas médias latitudes a variação da temperatura no decorrer do ano é muito importante na definição do clima. No período de inverno há maior penetração de massas de ar frio de altas latitudes, o que contribui para a predominância de baixas temperaturas. O Sudeste, devido a sua localização latitudinal, caracteriza-se por ser uma região de transição entre os climas quentes de latitudes baixas e os climas mesotérmicos de tipo temperado das latitudes médias (Nimer, 1979). O sul das regiões Sudeste é afetado pela maioria dos sistemas sinóticos que atingem o sul do país, com algumas diferenças em termos de intensidade e sazonalidade do sistema. Segundo Fernandes e Satyamurty (1994) os cavados invertidos atuam principalmente durante o inverno, provocando condições de tempo moderado principalmente sobre o Mato Grosso do Sul e São Paulo. Vórtices ciclônicos em altos níveis, oriundos da região do Pacífico, organizam-se com intensa 1 Prof. Dr Geografia, UNESP-Ourinhos, jonas@ourinhos.unesp.br 2 - essilva@uem.br 3 aluna do mestrado no PPGE (DGE)-UEM.

2 convecção associada à instabilidade causada pelo jato subtropical. Linhas de instabilidade pré-frontais, geradas a partir da associação de fatores dinâmicos de grande escala e características de meso-escala são responsáveis por intensa precipitação, (Cavalcanti et al., 1982). Especialmente sobre a região Centro-Oeste, a Alta da Bolívia, gerada a partir do forte aquecimento convectivo (liberação de calor latente) da atmosfera durante os meses de verão do Hemisfério Sul (Virgi, 1981), é considerada como um sistema típico semiestacionário da região. Uma situação estacionária da circulação de grande escala em latitudes médias pode influir diretamente na precipitação e temperatura sobre o Sudeste, caso essa região esteja ou não sendo afetada por sistemas associados ao escoamento ondulatório da atmosfera. Esse tipo de situação é denominado de bloqueio e afeta, além do Sudeste, também a região Sul do Brasil. A região Sudeste é caracterizada pela atuação de sistemas que associam características de sistemas tropicais com sistemas típicos de latitudes médias. Durante os meses de maior atividade convectiva, a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) é um dos principais fenômenos que influenciam no regime de chuvas dessas regiões (Quadro e Abreu, 1994). O fato das bandas de nebulosidade e chuvas permanecerem semiestacionárias por dias seguidos favorece a ocorrência de inundações nas áreas afetadas. Nas regiões serranas (localizadas na parte leste do Sudeste da região de estudo), são registrados os extremos mínimos de temperatura durante o inverno do Hemisfério Sul. Em geral a precipitação distribui-se uniformemente nessa região, com a precipitação média anual acumulada variando em torno de 1500 e 2000mm. Dois núcleos máximos são registrados na região do Brasil Central e no litoral da região Sudeste, enquanto no Norte de Minas Gerais verifica-se uma relativa escassez de chuvas ao longo do ano. Os índices pluviométricos exibidos pelo Estado de São Paulo variam, desde quotas excepcionalmente altas como aquelas apresentadas pelas encostas da Serra do Mar (2000 a 4500mm anuais) até índices moderados como aqueles que são conhecidos em certos trechos da Depressão Periférica (de 1000 a 1100mm anuais). No litoral Sul do Estado, como em trechos limitados do Litoral Norte e do extremo noroeste do Estado as precipitações giram entre 1500 e 1900mm anuais. Por sua vez a quase totalidade do Planalto Atlântico, assim

3 como o Noroeste do Estado e áreas na região Centro-oeste e Oeste-noroeste as precipitações estão compreendidas entre 1500 e 1900mm. Os climas quentes de inverno relativamente seco e temperaturas elevadas, até mesmo para os meses menos quentes correspondentes ao tipo Cwa de Köppen recobrem uma área superior a Km 2 do território paulista. Cwa constitui o ambiente climático peculiar às porções centrais e setentrionais da Depressão Periférica paulista, assim como do Noroeste, Centro, Oeste e extremo Oeste do Estado. A modalidade Cwb de Köppen espécie de clima temperado quente com inverno relativamente seco e temperatura média dos meses mais quentes inferior a 22 o C possui uma área de extensão bem mais restrita e descontínua no território paulista. O tipo climático Cfa, da classificação da Köppen, que é um clima temperado quente úmido, sem estiagem, com temperatura média do mês mais quente inferior a 22 o C e Cfb, modalidade paulista de clima temperado sem estiagem, com temperatura de Verão inferior a 22 o C. A distribuição dos tipos climáticos tropicais no Estado de São Paulo apresenta-se bastante sugestivo: enquanto os climas tropicais constantemente úmidos (Af) se restringem a uma faixa limitada do litoral paulista, os climas tropicais de Verão úmido e Inverno seco (Aw) têm sua área de domínio numa larga zona do extremo noroeste e norte do Estado. Sob o ponto de vista das associações de atividades econômicas, poderia ser lembrado que Af é o clima típico da banana no Estado de São Paulo. Por outro lado Aw é um tipo climático que favoreceu a criação de pastagens tropicais, muito embora tenha comportado algumas lavouras tropicais relacionadas com ilhas de solos excepcionalmente bons, como acontece com os canaviais de Igarapava e alguns cafezais e algodoais da Alta Araraquarense. Entretanto é Cwa que coincide com a área das grandes manchas de terras-roxas e com os arenitos mais férteis do Estado, onde se desenvolveram as principais lavouras subtropicais paulistas, em cuja história agrária o café teve importância ímpar. O objetivo desse trabalho é fazer uma síntese da precipitação pluvial do Estado de São, nos últimos 30 anos. Analisar a distribuição da precipitação em diferentes escalas, considerando que a ocupação do solo, nesse Estado, tem gerado problemas sérios na qualidade de vida da população de São Paulo.

4 METODOLOGIA Foram utilizados dados fornecidos pelo Departamento de Água e Energia Elétrica (DAEE), num total de 38 séries de precipitação pluvial, no Estado de São Paulo. O período de estudo foi de 1959 a As regiões homogêneas de precipitação pluvial foram determinadas a partir de uma análise de Componentes Principais (ACP), modo S (Richman, 1986), seguida de uma análise de classificação (análise de cluster). Construiu-se a matriz original considerando como variáveis as séries de precipitação total anual, das 38 estações, Figura Figura 1: Localização das estações utilizadas nesse trabalho Num segundo momento, utilizou-se da ACP, no modo T, para estudar a variabilidade temporal da precipitação pluvial nessa região. A matriz original, nesse caso, foi construída considerando-se como variáveis a precipitação pluvial média mensal, do referido Estado. RESULTADO E DISCUSSÃO O Estado de São Paulo apresenta significativa variabilidade da precipitação pluvial devido a diferentes fatores, tanto estáticos quanto dinâmicos. Este Estado é cortado pelo Trópico de Capricórnio ao sul, apresentando uma orografia variando do nível do mar, na costa, a altitudes de 1000 metros, aproximadamente, na direção Leste-Norte. O relevo constitui, portanto, um dos fatores (fator estático) importantes para explicar a precipitação do Estado de São Paulo, Figura 2.

5 Figura 2: Isolinhas das altitudes no Estado de São Paulo. A aplicação da ACP (modo S) no estudo da variabilidade da precipitação total anual, para o período estudado, resultou em quatro autovalores. O primeiro autovalor explica 51,82% da variabilidade da matriz original de dados, o segundo explica 10,32%, o terceiro 5,73% e o quarto 4,88%, respectivamente. Os quatro fatores explicam uma variabilidade acumulada de 72,76%. A Figura 3 apresenta o resultado da análise de clusters considerando como input os autovetores associados aos autovalores retidos na ACP. Considerando-se que a análise de cluster é uma técnica exploratória de dados e que, embora existam vários critérios (Mojena, Sokal e Rohlf apud Reis, 1997) para se determinar o número adequado de clusters ou grupos, em nosso caso, optou-se por confrontar as informações referentes ao relevo às associadas à dinâmica de circulação climatológica na região. Assim, obtiveram-se quatro grupos homogêneos. O dendograma foi obtido a partir dos quatro primeiros autovetores associados a ACP mais significativas.

6 02 Método de Ward - Distância Euclidiana Figura 3 Dendograma obtido para gerar áreas homogêneas de precipitação A partir dessa análise obtiveram-se quatro grupos homogêneos, (Figura 4). O Grupo I compôs-se de vinte (20) séries de precipitação pluvial, referentes às estações: 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 23, 24, 30, 31, 32 e 33. Para o período estudado, observou-se para essa área valores médios de precipitação pluvial entre 1330mm (Estação 4: Icem) a 2006mm (Estação 30: São José dos Campos). Esta região é dominada pela continentalidade e fatores estáticos, principalmente a orografia Figura 4. Grupos homogêneos gerados a partir da análise de clusters O Grupo II é composto de cinco (5) estações meteorológicas: estações 7, 8, 9, 25, 26 e 38. Observaram-se para esse grupo valores médios de precipitação entre 1270mm (Estação 26: Guararapes) a 1352mm (Estação 38: Teodoro Sampaio). Este grupo pode-se

7 denominar de região noroeste, oeste e sudoeste do Estado, sendo a área homogênea de menor precipitação pluvial comparativamente às demais áreas homogêneas analisadas. Esta região sofre a influência da Massa Tropical Continental (Baixa do Chaco), principalmente no verão e também das massas polares associadas a este fluxo. O Grupo III (região centro-sul do Estado) é formado por nove (9) estações: 18, 20, 21, 22, 27, 36, 37, 41 e 34. Foram observados para esse grupo valores médios de precipitação entre 1226mm (Estação 27: Coroados) a 1570mm (Estação 37: Marília). Esta região sofre a influência da continentalidade, das massas polares mais diretamente, da orografia, estando situado numa área de transição de sistemas convectivos e frentes frias, principalmente na primavera e verão. O Grupo IV (região sul e costa do Estado) é formado por cinco (5) estações: 39, 40, 42, 43 e 44. Os valores médios de precipitação observados para esse grupo no período estudado variaram entre 1308mm (Estação 42: Itapetininga) a 3150mm (Estação 44: Cananéia). Este grupo está dominado pela dinâmica das massas polares e, diferenciando-se da área homogênea denominada de I, pela advecção de ar úmido do Oceano Atlântico. Além disso, é cortada pelo Trópico de Capricórnio. Tanto a massa, quanto o trópico determinam um regime de precipitação diferenciado desta área em relação às outras. Nessa região foram observados os maiores valores de precipitação máxima (Estação 40, Bertioga: 4176mm) e mínima (Estação 42, Itapetininga: 922mm). Os demais extremos de precipitações observados para as demais áreas foram: Grupo I máxima (Estação 11, Mococa: 2835mm) e mínima (Estação 24, Lins: 662mm); Grupo II máxima (Estação 38, Teodoro Sampaio: 2238mm) e mínima (Estação 26, Guararapes: 696mm) e Grupo III máxima (Estação 34, Botucatu: 2466mm) e mínima (Estação 27, Coroados: 801mm), Figuras 5 e 6. A aplicação da ACP no estudo da variabilidade da precipitação média mensal, para o período estudado, resultou em dois autovalores. O primeiro autovalor explica 77,26% da variabilidade da matriz original de dados e o segundo autovalor explica 13,28. A Figura 7 apresenta os dois primeiros autovetores retidos com base na matriz de dados originais, utilizando a ACP no modo T.

8 Figura 5: Isolinhas das precipitações mínimas Figura 6: Isolinhas das precipitações máximas 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez v2 v1 Figura 7: Primeiro e segundo autovetores retidos, para a Matriz no modo T. O primeiro autovetor apresenta pouca variabilidade. A precipitação é mediana entre os meses de janeiro a maio, atingindo valores mínimos entre abril e setembro e valores máximos entre os meses de outubro e dezembro. O segundo autovetor apresenta uma significativa variabilidade da precipitação apresentando valores mínimos nos meses de abril, maio, junho, julho, agosto e setembro, e aumenta gradativamente a partir do mês de outubro até atingir o pico no mês de janeiro. A Figura 8 apresenta a primeira componente principal correspondente ao primeiro autovetor. Através da análise temporal (análise para todo o estado) verifica-se que o primeiro autovetor apresenta pouca variabilidade e que o mesmo explica a variabilidade temporal em função da orografia, portanto chove mais em maiores altitudes, ou seja, nas Regiões Norte e Leste do estado, assim como na região costeira.

9 Figura 8 - Primeira componente principal do campo de precipitação, média mensal. Já o segundo autovetor explica a variabilidade temporal em função da sazonalidade, apresentando uma significativa variabilidade nas regiões Noroeste, Oeste, principalmente, na região Norte, Figura Figura 9 - Segunda componente principal do campo de precipitação, média mensal. CONCLUSÃO O Estado de São Paulo apresenta no Norte clima com menor variabilidade temporal e grande variabilidade sazonal (28mm em junho; 256mm em dezembro), com totais anuais da ordem de 1500mm. A região Noroeste é a que apresenta em média os menores totais anuais (1200mm) de precipitação e a terceira maior variabilidade sazonal do estado. Na região Oeste observaram-se valores anuais de precipitação de 1440mm e é a região que apresenta a segunda maior variabilidade sazonal em relação à distribuição da precipitação do estado, variando em média 33mm (junho) a 302mm em janeiro. A região Sul apresenta a maior variabilidade temporal e sazonal do estado. Em média os valores de precipitação variam de 88mm em junho a 301mm em janeiro, acumulando em média 2000mm de precipitação durante o ano.

10 REFERÊNCIAS CAVALCANTI, I. F. A, 1982: Um estudo sobre as interações entre os sistemas de circulação de escala sinótica e circulações locais. INPE 2494 TDL/097. CAVALCANTI, I. F. A.; FERREIRA, N. J.; KOUSKY, V. E., Análise de um caso de atividade convectiva associada a linhas de instabilidade na região Sul e Sudeste do Brasil. INPE-2574-PRE/222. FERNANDES, K. A.; SATYAMURTY, P., Cavados invertidos na região central da América do Sul. Congresso Brasileiro de Meteorologia, 8: Belo Horizonte - MG. Anais. GRIMM, A. M., FERRAZ, S.E.T. Variabilidade Sazonal e Interanual da Precipitação no Estado do Paraná: Efeitos de El Niño e La Niña. XII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 16 a 20 de novembro 1997, Vitória, Espírito Santo. NERY, J. T., SILVA, E. S. Análise da Precipitação No Estado do Paraná. XI Congresso Argentino de Meteorologia e IX Congresso FLISMET. Junho de Buenos Aires, Argentina. NIMER, E., Climatologia do Brasil. SUPREN/IBGE. Volume 4. Quadro, M.F.L.; ABREU, M.L., Estudos de episódios de Zonas de Convergência do Atlântico Sul sobre a América do Sul. Congresso Brasileiro de Meteorologia, 8: Belo Horizonte - MG. Anais II. REIS E., Estatística Multivariada Aplicada, Ed. Silabo Ltda, Lisboa, SANSIGOLO, C. A, NERY J. T., Análise de Fatores Comuns e Agrupamentos das Precipitações nas regiões Sudeste e Sul do Brasil. X Congresso Brasileiro de Meteorologia e VIII Congresso da FLISMET. 26 a 30 de outubro de 1998, Brasília, DF. VIRJI, H., 1981: A preliminary study of summertime tropospheric circulation patterns over South America estimated from cloud winds. Mon. Wea. Rev., 109,